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氬弧焊焊接鋁及鋁合金的方法
時(shí)間：2020-12-25瀏覽次數(shù)：1287
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鋁合金的鎢極氬弧焊
（TIG 焊）也稱為鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊， 是利用鎢極與工件之間形成電 弧產(chǎn)生的大量熱量熔化待焊處，外加填充焊絲獲得牢固的焊接接頭。
氬弧焊焊鋁是利用其“陰極霧化”的特點(diǎn)，自行去除氧化膜。鎢極及 縫區(qū)域由噴嘴中噴出的惰性氣體屏蔽保護(hù)， 防止焊縫區(qū)和周圍空氣的 反應(yīng)。
TIG 焊工藝最適于焊接厚度小于 3 ㎜的薄板，工件變形明顯小于 氣焊和手弧焊。交流 TIG 焊陰極具有去除氧化膜的清理作用，可以不 用熔劑，避免了焊后殘留熔劑、熔渣對(duì)接頭的腐蝕。接頭形式可以不 受限制，焊縫成形良好、表面光亮。氬氣流對(duì)焊接區(qū)的沖刷使接頭冷 21 卻加快， 改善了接頭的組織和性能， 適于全位置焊接。由于不用熔劑， 焊前清理的要求比其他焊接方法嚴(yán)格。
焊接鋁合金較適宜的工藝方法是交流 TIG 焊和交流脈沖 TIG 焊， 其次是直流反接 TIG 焊。
通常，用交流焊接鋁合金時(shí)可在載流能力、 電弧可控性以及電弧清理作用等方面實(shí)現(xiàn)最佳配合， 故大多數(shù)鋁合金 的 TIG 焊都采用交流電源。采用直流正接（電極接負(fù)極）時(shí)，熱量產(chǎn) 生于工件表面，形成深熔透，對(duì)一定尺寸的電極可采用更大的焊接電 流。即使是厚截面也不需預(yù)熱，且母材幾乎不發(fā)生變形。雖然很少采 用直流反接（電極接正極）TIG 焊方法來焊接鋁，但這種方法在連續(xù) 焊或補(bǔ)焊薄壁熱交換器、管道厚在 2.4 ㎜以下的類似組件時(shí)有熔深 淺、電弧容易控制、電弧有良好的凈化作用等優(yōu)點(diǎn)。
1）鎢極 鎢的熔點(diǎn)是 340℃，是熔點(diǎn)最高的金屬。鎢在高溫時(shí)有強(qiáng)烈的電 子發(fā)射能力，在鎢電極加入微量稀土元素釷、鈰、鋯等的氧化物后， 電子逸出功顯著降低，載流能力明顯提高。鋁合金 TIG 焊時(shí)，鎢極作 為電極主要起傳導(dǎo)電流、引燃電弧和維持電弧正常燃燒的作用。常用 鎢極材料分純鎢、釷鎢及鈰鎢等。
2）焊接工藝參數(shù) 為了獲得優(yōu)良的焊縫成形及焊接質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)焊件的技術(shù)要求， 合理地選定焊接工藝參數(shù)。
鋁合金手工 TIG 焊的主要工藝參數(shù)有電流 種類、極性和電流大小、保護(hù)氣體流量、鎢極伸出長度、噴嘴至工件 的距離等。自動(dòng) TIG 焊的工藝參數(shù)還包括電弧電壓（弧長） 、焊接速度及送絲速度等。
工藝參數(shù)是根據(jù)被焊材料和厚度，先確定鎢極直徑與形狀、焊 絲直徑、保護(hù)氣體及流量、噴嘴孔徑、焊接電流、電弧電壓和焊接速 度，再根據(jù)實(shí)際焊接效果調(diào)整有關(guān)參數(shù)，直至符合使用要求為止。
鋁合金 TIG 焊工藝參數(shù)的選用要點(diǎn)如下
①噴嘴孔徑與保護(hù)氣體流量 鋁合金 TIG 的噴嘴孔徑為 5～22 ㎜；保護(hù)氣體流量一般為 5～15L/min。
②鎢極伸出長度及噴嘴至工件的距離 鎢極伸出長度：對(duì)接焊縫 時(shí)一般為 5～6 ㎜，角焊縫時(shí)一般為 7～8 ㎜。噴嘴至工件的距離一般 取 10 ㎜左右為宜。
③焊接電流與焊接電壓 與板厚、接頭形式、焊接位置及焊工技 術(shù)水平有關(guān)。手工 TIG 焊時(shí)，采用交流電源，焊接厚度小于 6 ㎜鋁合 金時(shí)，最大焊接電流可根據(jù)電極直徑 d 按公式 I=（60～65）d 確定。電弧電壓主要由弧長決定，通常使弧長近似等于鎢極直徑比較合理。
④焊接速度 鋁合金 TIG 焊時(shí)，為了減小變形，應(yīng)采用較快的焊 接速度。手工 TIG 焊一般是焊工根據(jù)熔池大小、熔池形狀和兩側(cè)熔合 情況隨時(shí)調(diào)整焊接速度， 一般的焊接速度為 8～12m/h;自動(dòng) TIG 焊時(shí)， 工藝參數(shù)設(shè)定之后，在焊接過程中焊接速度一般不變。
⑤焊絲直徑 呈正比關(guān)系。
交流電特點(diǎn)是負(fù)半波（工件為負(fù)）時(shí)，有陰極清理作用，正半 波（工件為正）時(shí)，鎢極因發(fā)熱量低，不容易熔化。為了獲得足夠的一般由板厚和焊接電流確定，焊絲直徑與兩者之間 熔深和防止咬邊、焊道過寬和隨之而來的熔深及焊縫外形失控，必須 維持短的電弧長度，電弧長度大約等于鎢極直徑。
為了防止起弧處及收弧處產(chǎn)生裂紋缺陷，有時(shí)需要加引弧板和 熄弧板。當(dāng)電弧穩(wěn)定燃燒，鎢極端部被加熱到一定的溫度后，才能將 電弧移入焊接區(qū)。鎢極脈沖惰性氣體保護(hù)焊擴(kuò)大了 TIG 焊的應(yīng)用范圍，特別適用 于焊接精密零件。在焊接時(shí)，高脈沖提供大電流值，這是在留間隙的 根部焊接時(shí)為完成熔透所需的；低脈沖可冷卻熔池，這就可防止接頭 根部燒穿。脈沖作用還可以減少向母材的熱輸入，有利于薄鋁件的焊 接。交流鎢極脈沖氬弧焊有加熱速度快、高溫停留時(shí)間短、對(duì)熔池有 攪拌作用等優(yōu)點(diǎn)，焊接薄板、硬鋁可得到滿意的焊接接頭。交流鎢極 脈沖氬弧焊對(duì)仰焊、立焊、管子全位置焊、單面焊雙面成形，可以得 到較好的焊接效果。
鋁合金的鎢極氬弧焊
（TIG 焊）也稱為鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊， 是利用鎢極與工件之間形成電 弧產(chǎn)生的大量熱量熔化待焊處，外加填充焊絲獲得牢固的焊接接頭。
氬弧焊焊鋁是利用其“陰極霧化”的特點(diǎn)，自行去除氧化膜。鎢極及 縫區(qū)域由噴嘴中噴出的惰性氣體屏蔽保護(hù)， 防止焊縫區(qū)和周圍空氣的 反應(yīng)。
TIG 焊工藝最適于焊接厚度小于 3 ㎜的薄板，工件變形明顯小于 氣焊和手弧焊。交流 TIG 焊陰極具有去除氧化膜的清理作用，可以不 用熔劑，避免了焊后殘留熔劑、熔渣對(duì)接頭的腐蝕。接頭形式可以不 受限制，焊縫成形良好、表面光亮。氬氣流對(duì)焊接區(qū)的沖刷使接頭冷 21 卻加快， 改善了接頭的組織和性能， 適于全位置焊接。由于不用熔劑， 焊前清理的要求比其他焊接方法嚴(yán)格。
焊接鋁合金較適宜的工藝方法是交流 TIG 焊和交流脈沖 TIG 焊， 其次是直流反接 TIG 焊。
通常，用交流焊接鋁合金時(shí)可在載流能力、 電弧可控性以及電弧清理作用等方面實(shí)現(xiàn)最佳配合， 故大多數(shù)鋁合金 的 TIG 焊都采用交流電源。采用直流正接（電極接負(fù)極）時(shí)，熱量產(chǎn) 生于工件表面，形成深熔透，對(duì)一定尺寸的電極可采用更大的焊接電 流。即使是厚截面也不需預(yù)熱，且母材幾乎不發(fā)生變形。雖然很少采 用直流反接（電極接正極）TIG 焊方法來焊接鋁，但這種方法在連續(xù) 焊或補(bǔ)焊薄壁熱交換器、管道厚在 2.4 ㎜以下的類似組件時(shí)有熔深 淺、電弧容易控制、電弧有良好的凈化作用等優(yōu)點(diǎn)。
1）鎢極 鎢的熔點(diǎn)是 340℃，是熔點(diǎn)最高的金屬。鎢在高溫時(shí)有強(qiáng)烈的電 子發(fā)射能力，在鎢電極加入微量稀土元素釷、鈰、鋯等的氧化物后， 電子逸出功顯著降低，載流能力明顯提高。鋁合金 TIG 焊時(shí)，鎢極作 為電極主要起傳導(dǎo)電流、引燃電弧和維持電弧正常燃燒的作用。常用 鎢極材料分純鎢、釷鎢及鈰鎢等。
2）焊接工藝參數(shù) 為了獲得優(yōu)良的焊縫成形及焊接質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)焊件的技術(shù)要求， 合理地選定焊接工藝參數(shù)。
鋁合金手工 TIG 焊的主要工藝參數(shù)有電流 種類、極性和電流大小、保護(hù)氣體流量、鎢極伸出長度、噴嘴至工件 的距離等。自動(dòng) TIG 焊的工藝參數(shù)還包括電弧電壓（弧長） 、焊接速度及送絲速度等。
工藝參數(shù)是根據(jù)被焊材料和厚度，先確定鎢極直徑與形狀、焊 絲直徑、保護(hù)氣體及流量、噴嘴孔徑、焊接電流、電弧電壓和焊接速 度，再根據(jù)實(shí)際焊接效果調(diào)整有關(guān)參數(shù)，直至符合使用要求為止。
鋁合金 TIG 焊工藝參數(shù)的選用要點(diǎn)如下
①噴嘴孔徑與保護(hù)氣體流量 鋁合金 TIG 的噴嘴孔徑為 5～22 ㎜；保護(hù)氣體流量一般為 5～15L/min。
②鎢極伸出長度及噴嘴至工件的距離 鎢極伸出長度：對(duì)接焊縫 時(shí)一般為 5～6 ㎜，角焊縫時(shí)一般為 7～8 ㎜。噴嘴至工件的距離一般 取 10 ㎜左右為宜。
③焊接電流與焊接電壓 與板厚、接頭形式、焊接位置及焊工技 術(shù)水平有關(guān)。手工 TIG 焊時(shí)，采用交流電源，焊接厚度小于 6 ㎜鋁合 金時(shí)，最大焊接電流可根據(jù)電極直徑 d 按公式 I=（60～65）d 確定。電弧電壓主要由弧長決定，通常使弧長近似等于鎢極直徑比較合理。
④焊接速度 鋁合金 TIG 焊時(shí)，為了減小變形，應(yīng)采用較快的焊 接速度。手工 TIG 焊一般是焊工根據(jù)熔池大小、熔池形狀和兩側(cè)熔合 情況隨時(shí)調(diào)整焊接速度， 一般的焊接速度為 8～12m/h;自動(dòng) TIG 焊時(shí)， 工藝參數(shù)設(shè)定之后，在焊接過程中焊接速度一般不變。
⑤焊絲直徑 呈正比關(guān)系。
交流電特點(diǎn)是負(fù)半波（工件為負(fù)）時(shí)，有陰極清理作用，正半 波（工件為正）時(shí)，鎢極因發(fā)熱量低，不容易熔化。為了獲得足夠的一般由板厚和焊接電流確定，焊絲直徑與兩者之間 熔深和防止咬邊、焊道過寬和隨之而來的熔深及焊縫外形失控，必須 維持短的電弧長度，電弧長度大約等于鎢極直徑。
為了防止起弧處及收弧處產(chǎn)生裂紋缺陷，有時(shí)需要加引弧板和 熄弧板。當(dāng)電弧穩(wěn)定燃燒，鎢極端部被加熱到一定的溫度后，才能將 電弧移入焊接區(qū)。鎢極脈沖惰性氣體保護(hù)焊擴(kuò)大了 TIG 焊的應(yīng)用范圍，特別適用 于焊接精密零件。在焊接時(shí)，高脈沖提供大電流值，這是在留間隙的 根部焊接時(shí)為完成熔透所需的；低脈沖可冷卻熔池，這就可防止接頭 根部燒穿。脈沖作用還可以減少向母材的熱輸入，有利于薄鋁件的焊 接。交流鎢極脈沖氬弧焊有加熱速度快、高溫停留時(shí)間短、對(duì)熔池有 攪拌作用等優(yōu)點(diǎn)，焊接薄板、硬鋁可得到滿意的焊接接頭。交流鎢極 脈沖氬弧焊對(duì)仰焊、立焊、管子全位置焊、單面焊雙面成形，可以得 到較好的焊接效果。
